8 Công nghệ đường dây thuê bao số không đối xứng ADSL
4.1 Minh họa dòng metallic (kim loại) và dòng longitudinal (dọc)
trong việc ngăn ngừa các tín hiệu khỏi dò vào đường dọc ("cân bằng kim loại") và cũng phản ánh khả năng tương hỗ tương ứng trong việc ngăn ngừa các tín hiệu dọc không ghép vào các tín hiệu kim loại ("cân bằng dọc"). Mức độ cân bằng càng cao thì khả năng loại trừ các hiệu ứng ghép không mong muốn của đường dây điện thoại càng lớn. Cân bằng thường là một hàm của tần số và giảm ở các tần số cao hơn. Bước xoắn của đôi dây xoắn cao hơn cân bằng sẽ tốt hơn. Ngoài ra thiết kế thận trọng các mạch thu và phát đảm bảo rằng trở kháng so với đất cao và là hằng số ở tất cả các điểm và như nhau cho cả 2 dây. Tuy nhiên, các tình huống thực tế cho thấy có những giới hạn đối với cân bằng. Trong băng POTS, cân bằng có giá trị điển hình từ 50 đến 60 dB, nghĩa là các tín hiệu ghép từ đường kim loại sang đường dọc và ngược lại giảm đi một
46 CHƯƠNG 4. TRUYỀN DẪN ĐÔI DÂY XOẮN
lượng 5 đến 6 bậc độ lớn công suất. Tuy nhiên, tại các tần số cao hơn trong ADSL/HDSL độ cân bằng có thể giảm xuống 30 dB, và thậm chí tại các tần số cao hơn của VDSL sự giảm xuống vẫn có thể xảy ra.
Các mô hình toán học cho cân bằng dường như rất khó tìm. Các tác giả gợi ý mô hình sau cho các đường dây loại 3 dựa trên các quan sát chung rằng cân bằng có xu hướng giảm từ 50 dB hoặc cao hơn ở các tần số thấp hơn xuống khoảng 35 dB tại tần số 1,5 MHz, và thậm chí giảm xuống thấp hơn nữa tại các tần số cao hơn (mô hình này dừng ở độ cân bằng 15 dB tại 30 MHz), với tỷ lệ về công suất là:
B(f) =
(
105 0< f ≤fb = 150kHz
105(fb/f)1.5 fb ≤f ≤30M Hz (4.4)
Cân bằng của dây xoắn Loại 5 (Category 5 twisted pair) lớn hơn 20 dB ở mọi tần số.
4.6 Nhiễu
Phần trên đã thảo luận việc tính toán đặc tính truyền dẫn đường điện thoại, đặc biệt là tính toán các hàm truyền đạt và các trở kháng đối với các tín hiệu kim loại (hay differential) trên đường điện thoại. Nhiễu trên đường điện thoại thường xuất hiện do sự cân bằng không hoàn hảo. Có nhiều loại nhiễu ghép vào đường dây điện thoại do sự cân bằng không tốt (hay bước xoắn không hoàn hảo /hay không đủ lớn), nhiễu thông thường nhất là nhiễu xuyên âm, nhiễu radio và nhiễu xung.
4.6.1 Nhiễu xuyên âm
Nhiễu xuyên âm trong các DSL phát sinh do từng đôi dây trong cáp nhiều đôi bức xạ năng lượng điện từ. Do đó các điện trường và từ trường tạo ra dòng cảm ứng trong các đôi dây xoắn lân cận dẫn tới tín hiệu xuyên âm không mong muốn lên các đôi dây khác. Hình 4.2 minh họa 2 loại xuyên âm thường gặp phải trong DSL. Xuyên âm đầu gần NEXT là loại xuyên âm sinh ra từ các tín hiệu chuyển động trong hai hướng trái ngược trên hai đôi dây xoắn (hay từ một máy phát vào một máy thu đầu gần). Xuyên âm đầu xa FEXT có nguồn gốc từ các tín hiệu chuyển động cùng hướng trên 2 đôi dây xoắn (hoặc từ một máy phát vào một máy thu đầu xa). Xuyên âm có thể là yếu tố ảnh hưởng gây nhiễu lớn nhất và thường làm giảm đáng kể hoạt động của DSL khi nó không thể được trừ khử. Khi xem xét một cáp, các mô hình hai cổng đơn giản cần sự tổng quát hóa. Hình 3.13 minh họa sự ghép giữa hai dây trong một đôi dây xoắn và hai dây trong một đôi dây xoắn khác. Có thành phần hỗ cảm M giữa các đoạn dây và điện dung E giữa bản thân các dây. Trong các cáp gồm nhiều đôi dây xoắn có kiểm soát chặt chẽ ta có thể mong đợi hỗ cảm và điện dung sẽ được được khiển bởi bước xoắn vì vậy các đoạn dây xoắn gần nhau sẽ có cực tính trái ngược và vì vậy các tín hiệu cảm ứng sẽ bị triệt tiêu. Tuy nhiên, bước xoắn là không hoàn hảo hay các giá trị hỗ cảm và điện dung cũng không duy trì hoàn hảo qua một độ dài đôi dây xoắn. Hơn thế nữa, sự biến đổi hỗ cảm và điện dung theo tần số thậm chí lớn hơn sự biến đổi các tham số RLCG đặc trưng cho các tín hiệu kim loại (differential) dọc theo các đôi dây xoắn nhất định. Tuy nhiên, điều có lý là sự ghép từ một tín hiệu kim loại trên một đôi dây xoắn khác
4.6. NHIỄU 47